數(shù)字電路課程設(shè)計資料題目2交通燈控制電路的設(shè)計任務(wù)書

1、題目2交通燈控制電路的設(shè)計一、設(shè)計任務(wù) 東西方向和南北方向直行綠燈亮40s,黃燈亮5s,紅燈亮70s,交替進(jìn)行.兩個方向左 轉(zhuǎn)彎20s時禁其它方向的車通行,左轉(zhuǎn)彎20s后，有5秒黃燈過度,運行順序如圖1,圖 中從1運行到4,又從1運行到4,周而復(fù)始。通行期間，兩個方向要求用數(shù)碼管倒計 時顯示剩余時間.轉(zhuǎn)換狀態(tài)時有聲音提示。 緊急情況下，交通警通過一個開關(guān)控制兩個方向的紅燈同時閃亮，緊急情況處理完畢后, 交通警可通過開關(guān)返回原來的正常工作狀態(tài)。 根據(jù)兩個方向的車流量差值，如在一個運行周期差5部車或以上，在下個運行周期能夠自動調(diào)節(jié)綠燈的設(shè)置吋間，車流量多的方向，直行和左轉(zhuǎn)彎都增加5s ,車流量少的

2、方 向，直行和左轉(zhuǎn)彎各減少5s ,其他時間不變，下一個運行周期也差5部車或以上，每 個方向保持增加5s和減少5s不變，若有一個運行周期差5部車或以下，則在下個運行 周期恢復(fù)原來的運行狀態(tài)。（選做） 通行時間交通警可以設(shè)定。（選做）344南圖1二、操作說明用實驗箱上的cpld器件epm240實現(xiàn)硬件功能（如果實驗室來得及把新開發(fā)板做好，也 可以用epm1270,板上的數(shù)碼管沒有帶譯碼器，要把bcd碼譯碼器7448做到芯片里面，時 間仿真取7448輸入的bcd碼，板的頂面圖見“附件6開發(fā)板頂面圖”，板上各部件與芯 片連好線（方波信號源和3個單步脈沖開關(guān)除外，要自己接線）,部件旁邊的數(shù)字就是epm1

3、270 的管腳號），如果實現(xiàn)和，整電路就用一個電平開關(guān)，時鐘脈沖用箱上ii匕10k hz 方波脈沖，頻率要根據(jù)電路來選定，用到的4位數(shù)碼管帶有譯碼器，電路只要輸出bcd碼就 可以了，聲音可用箱上的喇叭，如果選做部分要實現(xiàn)，就要加控制開關(guān)了，原則是加越少越 好。先用quartus ii進(jìn)行仿真，秒的每個位的的時序仿真波形以十進(jìn)制分組表示才直觀， 各波形正確后就到實驗室下載、調(diào)試、驗收。三、設(shè)計的簡要提示設(shè)計的參考方框圖如圖2,虛框內(nèi)的是用epm240t100c5實現(xiàn)，虛框外在實驗箱上有。譯碼器數(shù)碼管東茜紅黃綠交通燈囤 4eu ulbfel>i 更譯碼垂數(shù)碼管南北紅黃綠交通燈(1) 根據(jù)設(shè)計

4、要求，本設(shè)計的主要元件是計數(shù)器、門電路、觸發(fā)器等，如加法計數(shù)器 74160 (加)減法計數(shù)器74190、74192。計數(shù)器可以通過控制其使能端來實現(xiàn)不同 進(jìn)制地計數(shù)，信號的控制可以用門電路、數(shù)據(jù)選擇器及其它電路等來實現(xiàn)，如三 態(tài)門74244o(2) 中控電路根據(jù)運行狀態(tài)多少來確定計數(shù)器的模，如圖1運行順序圖中，4種情況加 緊急狀態(tài)，模為5就可以了，其計數(shù)時鐘脈沖是從減法計數(shù)器來的，注意中控電路 中計數(shù)器初始狀態(tài)。(3) 置數(shù)電路可以參考如下設(shè)計，假設(shè)屮控電路計數(shù)器的模為5的5進(jìn)制加法器，其 輸出為qc、qb、qa,減法器的八個置數(shù)輸入端子di、cl、bl、al、do、co、bo、a0,由于減法

5、器每次要從不同的數(shù)(69、39、19、4)倒數(shù)到0,需要一個模 塊能協(xié)助減法器使南北方向減法器置數(shù)端重復(fù)不斷依次置數(shù)69、39、19、4、69, 而另一個置數(shù)器2就使東西方向的減法器不斷依次置數(shù)39-4-19-4-69-39，這樣 南北與東西方向所顯示的倒計時間就能準(zhǔn)確而協(xié)調(diào)。兩個方向置數(shù)器是由5制加法 器驅(qū)動的，下面是東西方向置數(shù)器電路設(shè)計過程：5進(jìn)制加法器輸11!為qc、qb、qa；減法器的八個置數(shù)輸入端子di、cl、b1、al、do、co、bo、aoo因為東西方向的減法器不斷依次置數(shù)39-4-19-4-69-39 所以可得以下真值表：qcqbqadiclblaldocoboao00000

6、11100100100000100010000110010110000010010001101001因為上表di、b0全為“0”，故可直接把這三個端子接地，由以上真值表可得:dl=0c1 = qc qu qabi=e/e/m=qcqa do 二co=0c'0bo=()ao= do二(0 qbsqa上圖左邊接5進(jìn)制加法器的qc、qb、qa三位輸出端，右邊的輸出接減法器的置 數(shù)端。南北方向的置數(shù)器設(shè)計思路過程是一樣的，注意其置數(shù)順序為69-39-4-19-4-69 就可以了，南北方向的置數(shù)器邏輯如圖4：qcqbqadiclblaldocoboao0000110100100100111001010000001000110001100110000000100dl=0do 二 q/（qj+0）co=（0、 qjqa'b0=0ao= do=ec*（e/+e/a）曲4bierto來玄.討pm- !、d1圖4(4) 燈的譯碼控制電路根據(jù)中控計數(shù)器狀態(tài)直接譯碼輸出控制3種燈，電路較為靈 活,可用門電路或74138和門電路，或其他電路形式，注意與計數(shù)器的狀態(tài)相 對應(yīng)。(5) 在每次